Справедлива ли теорема Гёделя о неполноте, если использовать логику более высокого порядка?

Теорема Гёделя о неполноте является полностью формальной (в моем понимании) и опирается на систему доказательств, которую я считаю первопорядковой. Имеет ли какое-либо значение для теоремы использование логики более высокого порядка?

Правильно ли я думаю, что это не так, потому что логика первого порядка включается в логику высшего порядка?

Предположительно также, Гёдель использовал систему вывода в стиле Гильберта , и не имеет никакого значения, если вместо нее используются системы вывода типа естественной дедукции.

Ответы (2)

На самом деле в логике высшего порядка теорема Гёделя обобщается вполне естественным образом. Суть в том, что, хотя теорема о неполноте верна в отношении логики высшего порядка, ваше интуитивное предположение, что она не должна отражать следующее: HOL может быть систематизирован на различные подъязыки, каждый из которых способен формализовать незавершенность некоторых подъязыков самого себя.

Пусть L будет нашим заданным языком, тогда мы можем разделить L на бесконечную последовательность языков L 0 , L 1 , ..., L n . Каждый L n определяется как язык, который получается в результате дополнения L n-1 кванторами типа n, а тип 0 является типом индивидуумов. В каждом L n для n > 0 мы можем сформулировать предикат Pr n (n), который истинен для n тогда и только тогда, когда n является числом Гёделя выражения E, которое доказуемо в L n . Мы также можем сформулировать функцию d n (x), которая отображает каждое гёделевское число p n предиката P n (имеется в виду открытое предложение с одной свободной переменной "x n-1" типа n-1) в гёделевское число выражения P[p/x]. Взяв гёделевское число d n ("~Pr n (x)"), мы получили выражение, истинное в L n тогда и только тогда, когда оно недоказуемо в L n . Однако мы можем найти гёделевское число доказательства в L n+1 выражения, соответствующего ~Pr n+1 (d n ("~Pr n (x)").
Когда мы арифметизируем выражение Pr(x), которое истинно тогда и только тогда, когда x есть число Гёделя выражения, которое доказуемо в L, мы снова оказываемся в известном затруднительном положении. d("~Pr(x)") семантически верно, но не доказуемо.

На самом деле, более поразительным является тот факт, что PA доказывает непротиворечивость каждого конечного фрагмента самого себя. То же самое для ZFC.

На этот раз ваши предположения неверны. Гёдель использовал теорию типов Рассела из Principia Mathematica . Таким образом, Гёдель использует теорию более высокого порядка в исходном доказательстве (хотя я не уверен, не вдаваясь в подробности, насколько используется аппарат более высокого порядка). На самом деле, название оригинальной статьи (в переводе) звучит так : «О формально неразрешимых предложениях Principia Mathematica и родственных систем» .

Полная логика второго порядка также неполна.

Я считаю, что единственными требованиями к системе для получения неполноты являются следующие (я могу что-то упустить):

  1. Способен представлять примитивно-рекурсивные функции (по крайней мере, арифметические).
  2. Наличие рекурсивно перечислимого множества аксиом.

Как только эти два значения выполняются (по модулю моего опасения, что я могу что-то забыть), к этой системе применяется неполнота.

РЕДАКТИРОВАТЬ:

Я считаю, что мое утверждение о том, что это единственные два требования, на самом деле правильно (поэтому мои опасения были неуместны), Гёдель формулирует условия следующим образом:

  1. Класс аксиом и правила вывода (т. е. отношение «непосредственное следствие») рекурсивно определимы (как только основные знаки каким-либо образом заменены натуральными числами).
  2. Каждое рекурсивное отношение (Примечание: здесь Гёдель имеет в виду то, что теперь называется примитивно- рекурсивными функциями) определимо в системе.
Я забыл название оригинальной статьи Геделя - это прямо ответило бы на мой вопрос.
@Gugg Спасибо за редактирование! Я всегда могу рассчитывать на то, что вы добавите подходящие умлауты (а также полезные ссылки, которые мне было лень раскапывать) ;)
@Gugg: я второй :)